摘 要

本文首先将中国与经合组织国家的能源使用情况进行对比，之后以中国和具有代表性的26个经合组织国家为样本，选取27个国家2001-2014年劳动、资本、能源、经济产出、二氧化碳（co₂）排放量等数据，基于采用非径向和非角度的处理非期望产出的SBM模型测算中国和经合组织国家全要素能源效率，并对测算结果进行比较分析和评价。实证结果表明：经合组织成员国全要素能源效率普遍高于中国；经合组织成员国之间全要素能源效率也存在较大的差距；总体来看，2001年-2014年间中国与经合组织国家全要素能源效率均呈上升趋势，能源效率不断提高。基于以上结论，本文以经合组织成员国能源使用现状为参考，分析对我国能源效率的提高途径的借鉴意义。

关键词：经合组织；非期望产出；全要素能源效率；SBM模型

ABSTRACT

This article first compares energy use between China and the OECD countries, and then uses China and 26 representative OECD countries as samples to select labor, capital, energy, economic output and CO₂ emissions for 27 countries from 2001 to 2014,based on the model of SBM with unexpected output to measure China and the OECD countries total-factor energy efficiency, China and OECD countries, then, comparing and evaluating the results. The empirical results show that the energy efficiency of all factors of OECD member countries is generally higher than that of China; there is also a large gap between the OECD member countries’ total-factor energy efficiency; overall, between 2001 and 2014, China and OECD countries total-factor energy efficiency is on the rise. Based on the above conclusions, this article takes the current situation of energy use in OECD member countries as a reference to analyze the reference significance for China's energy efficiency improvement approach.

Key Words：OECD；Undesirable output；Total-factor energy efficiency；SBM model

目录

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 中国与经合组织国家能源使用情况对比 2

第二章 文献综述 4

2.1 国内文献综述 4

2.2 国外文献综述 5

2.3 总结 5

第三章 研究方法与数据 6

3.1 变量和数据的选取 6

3.2 全要素能源效率模型 6

第四章 全要素能源效率测算结果与比较 9

4.1 中国与OECD国家全要素能源效率值 9

4.2 比较结果分析 10

第五章 结论和政策含义 12

5.1 结论 12

5.2 政策含义 12

5.3 需要进一步研究的问题 13

参考文献 15

致谢 16

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

能源与社会的生产生活息息相关，在当今社会，能源与技术早已成为促进社会经济发展的重要支撑因素，能源发展问题与经济形势密切相关。然而在全球经济持续快速发展的形势下，能源资源短缺、生态环境破坏等问题也随之而来，能源供需矛盾日益突出，对世界各国产生了严重威胁。当前，国内外能源形式存在两个热点问题：一个是发达国家和新兴国家温室气体排放量大，对生态环境造成了严重的威胁和破坏；另一个是各国过度依赖少数几个产油国提供的有限能源。能源开发是全球能源发展的重要任务，同样能源消费也是全球能源发展的一大问题，而在能源消费中涉及到的能源效率提高更是对能源发展的优化有着关键性作用。 长期以来，世界各国出台的政策似乎都将重点都放在能源供应方面，近几年才将目光转移到能源消费结构方面，尤其是以传统化石能源为主的发展中国家对能源效率的重视程度不高，发展中国家的能源效率与发达国家尤其是欧盟国家相比，存在巨大差距。因此，一国的经济优势在很大程度上受到了能源效率的影响，能源可持续发展战略已成为一国经济发展的重要战略支撑。而针对能源效率的研究也成为目前的热点问题，解决好能源效率问题对各国的经济发展都有突破性意义。

目前全球能源市场正处于转型期，能源需求增长主体已从经合组织中的传统能源市场开始向以中国、印度为代表的发展中经济体转移。据资料显示，全球一次能源消费2014年、2015年、2016年分别增加1%、0.9%、1%。相比之下，过去十年平均增长为1.8%。2016年世界一次能源消费量为13276.3百万吨油当量，其中，经合组织一次能源消费量为5529.1百万吨油当量，占41.6%，非经合组织一次能源消费量为7747.2百万吨油当量， 占58.4%；另外，2005-2015年间经合组织一次能源消费量年均增长率为-0.3%，非经合组织一次能源消费量年均增长率为3.7%。另一项资料显示，能效提高在消除供应侧压力方面发挥了很强的积极作用，能效的提高将使未来能源消费增量减少接近50%。同时，全球能源需求增速明显放缓，2012年以来年均增速不足2%，比2000年到2012年的年均增速降低了6个百分点，在新的节能减排政策背景下，预计到2040年时，全球能源需求年均增速会降低到1%。资料显示，预计到2040年，中国的人均能源消耗将会超过欧盟。上述数据表明，从长期来看，能源消费增长将从以经合组织为主转向以非经合组织为主。与此同时，基于科技进步和环境需求的大背景下，能源结构必然要从传统化石能源逐步向更清洁、更低碳的新能源转型。提高能源使用效率是构建节约型社会的必然途径，在低碳经济的背景下，发展经济就必须更加注重能源效率的提高问题。在全球能源可持续发展形式严峻的情况下，研究经合组织国家全要素能源效率问题以优化能源可持续发展战略，具有较强的现实意义。同时希望通过本文的研究，能够在全球关注能源转型、提高能效的大背景下，为作为目前世界上最大的能源消费国的中国在拓宽能源发展路径方面提供一些思路。

1.2 中国与经合组织国家能源使用情况对比

如图1.1所示，2006-2016十年间，经合组织占世界一次能源消费比重逐年降低，而中国占世界一次能源消费比重逐年增加。在某种程度上可以反映出经合组织国家能源效率提高以及能源消费结构的合理性使其能源消费量逐年降低，而我国基于经济发展的需要，我国的能源消费总量仍在不断提升。自2010年起，我国成为世界最大的能源消耗国，能源消费总量一直居于世界首位。据英国石油公司世界能源统计年鉴显示，2016年我国一次能源消费总量达到3193百万吨油当量，占世界消费总量的24%。

图1.1 中国与经合组织占世界一次能源消费比重

但近年来随着科学技术水平的提高以及能源供给和消费结构的优化，我国的能源利用效率也在逐渐提高。据相关资料显示，2015年我国能源强度与2005年相比降低了22%。2016年，在我国宽松的能源供需形势，以及加快推进能源领域供给侧结构性改革的形势下，能源消费结构调整发展状况理想，非化石能源的消费比例持续增加。尽管如此，相对于发达国家而言，现阶段我国的能源利用效率仍然偏低，由于化石能源的不可再生性，如何提高能源利用效率一直是社会各界关注的焦点。

另一方面，经济发展所依托的巨大的能源消耗量也为环境带来了不良影响，以二氧化碳（co₂）排放量为例，据资料显示，自2008年起，中国超过美国成为世界上最大的二氧化碳排放国。如图1.2所示，中国2016年二氧化碳排放量约为2006年的1.4倍，而经合组织2016年二氧化碳排放量明显低于2006年，十年间总体呈下降趋势。这一情况与经合组织国家的能源战略有较大的关系：例如美国奥巴马政府上台后针对能源消费结构提出了新能源战略，大力发展新能源，并通过一系列手段鼓励企业参与到节能减排行动中；英国也在2008年通过了《气候变化法案》，规定英国政府必须加强关于削减二氧化碳以及其它温室气体的排放这一方面的重视程度，推动英国节能和低碳的目标的实施。而中国二氧化碳排放量虽较2006年有所增加，但由图1.2可以看出，自2014年起，我国的二氧化碳排放量也在逐年递减。这是由于近年来，中国政府为实现科学发展，加快转变经济发展方式，在“十二五”期间提出了对节能减排的总体要求和主要目标，设定了以2010年为基准年，能源强度降低16％，碳排放强度降低17％的目标。二氧化硫和化学需氧量的排放量要求减少8％。同时，政府也持续推动相应能源消费的改进，加快发展现代能源产业，探索促进环境效率提升的激励性机制。因此，研究经合组织国家全要素能源效率，有助于政策制定者根据我国与发达国家和地区的差距推出更有效的能效政策、措施，以促进我国能源效率的提升。

图1.2 中国与经合组织co₂排放量（百万吨）

第二章 文献综述

2.1 国内文献综述

国内对能源效率的研究文献大致可分为两种，较早出现的是使用单要素能源效率来进行测度的有关研究。其中最常用的指标为能源强度指标，计算方法为一国或地区能源消费总量与GDP之比。 单要素能源效率指标比较简单，多数人都能够理解，且运用起来方便快捷，但这种方法也存在不少问题。金培振、张亚斌、李激扬^[1][1]运用能源强度指标测算了中国1995到2007年间的能源强度，结果显示，运用能源强度指标来测算出的中国的能源效率极其低下，与世界先进水平相差巨大。由于能源强度指标仅仅将能源作为产出的唯一投入要素，而忽略了例如劳动、资本等其他生产要素对产出的贡献，因此，中国的能源效率可能存在被低估的现象。

针对能源强度指标存在缺陷这一情况，出现了另一种文献研究，即全要素能源效率的提出和利用不同的测度方法对全要素能源效率指标的测算。 其中，以DEA方法进行测算占据了实证文献的主流。金培振、张亚斌、李激扬^[2][1]建立超效率 DEA模型，选取劳动、资本、能源为投入要素，以 GDP为产出，测算比较中国与10个 OECD国家的全要素能源效率，得出的结果与能源强度指标的测算结果相比较，中国的能源效率与世界先进水平的差距明显缩小。 胡根华和秦嗣毅^[3][2]以劳动、资本、能源、技术为投入要素，以 GDP为产出，在规模报酬不变的情况下利用超效率 DEA模型测算“金砖国家”全要素能源效率，比较分析五国全要素能源效率之间的差异，得到“金砖国家”全要素能源效率整体水平不高，各国差异明显的结论。另外，部分学者考虑到松弛性和非期望产出的影响，选择采用一种新型的DEA模型‐SBM模型进行全要素能源效率的测度。左中梅和杨力^[4][3]分别运用传统 CCR模型和 SBM模型测算了2003～2007年中国各省份的全要素能源效率，将两种结果进行比较，结果表明 CCR模型的能效测度值明显高估了中国各省份的能效水平，而 SBM方法的能效测度结果能更准确合理的反映出中国能源利用的真实水平。高建刚^[5][4]将产出变量中包含实际 GDP和非期望产出变量的 SBM模型同产出变量中只包含实际 GDP的 SBM模型进行了对比分析，结果表明，在不考虑非期望产出的情况下，测算结果会高估中国的全要素能源效率。范丹，王维国^[6][5]运用基于非期望产出的SBM模型对中国区域全要素能源效率进行研究，并对节能减排潜力进行测度分析。郭文和孙涛^[7][6]也对中国工业行业进行了生态全要素能源效率的测算，得到了行业间效率差异大的结论。另外还有部分学者运用其他分析方法对全要素能源效率做出了大量研究。王姗姗和屈小娥^[8][7]利用DEA-Malmquist指数法，实证测算将环境效应考虑在内的中国制造业全要素能源效率变动。 王永培^[9][8]通过面板门限回归实证分析了 OECD国家工业化过程中的人均资本存量与能源效率的关系，得到人均资本存量对能源效率的影响存在门限效应的结论。陈德敏和张瑞^[10][9]汪克亮、杨宝臣、杨力^[11][10]均采用 Tobit 模型对全要素能源效率的影响因素进行实证分析。从现有文献可以看出，国内对于全要素能源效率的研究文献众多，成果丰富。

2.2 国外文献综述

由于能源强度指标所存在的缺陷，国外研究文献中关于能源效率的学术研究应用最广泛的也是全要素能源效率指标。Hu^[12][11]运用DEA模型，选择劳动力，资本存量，能源消耗作为投入要素，实际GDP作为单一产出测算了中国各省市1995-2002年的能源效率，研究表明，中国东部地区能源效率最高，且随着经济增长能源效率最终得到提高。Honma^[13][12]^[14][13]也采用DEA方法分别测算了日本区域性全要素能源效率和不同区域能源生产率的变化。同样，由于传统DEA模型不能充分考虑到分期望产出问题和投入产出的松弛型问题，国外部分学者选择采用改进的DEA模型来进行全要素能源效率测算分析，来解决松弛性和非期望产出问题。Lin^[15][14]采用Meta-frontier方法衡量中国四大能源密集型产业部门的生态全要素能源效率和节能潜力，将2000-2013年期间期望和非期望产出结合在一起。研究表明，四大能源密集型产业部门的生态全要素能源效率的平均水平较低。Li^[16][15]运用SBM模型对中国工业全要素能源效率进行深入分析，将中国工业分为轻工业和重工业，对二者的全要素能源效率进行比较分析，得出重工业虽然技术较先进，但能源效率低于轻工业的结论。认为政府刺激引发的扩张促进了重工业的技术进步，但是对现有技术的利用仍然没有效率。

2.3 总结

一方面，目前国内外文献对能源效率的研究主要针对某个国家或地区，国际间的比较研究相对较少涉及，金培振^[17][1]认为原因是能源效率的国际比较分析的复杂性和困难程度均远超于单独研究一国或某地区内部。其主要表现为：第一，指标庞杂，标准难以统一；第二，主要产出指标GDP的统一折算问题，理论上将其根据官方汇率同意折算成美元进行比较，但由于汇率的经常变动，并不能准确反映各国的实际经济情况；第三各国在政治、文化、地理上会存在差异，对其能源消费状况和影响因素都会产生或多或少的影响；第四，数据搜集困难，主要为资本要素投入方面数据获取有一定难度，其他要素数据往往也存在某些年份的缺失。因此，类似于以经合组织为研究对象的跨国际能源效率比较的国内外研究文献较少。另一方面，从现有文献中可以发现，部分学者运用传统DEA模型测算全要素能源效率,但其忽略了投入产出的松弛型和能源消费过程中产生的例如二氧化碳（co₂）等非期望产出。针对这个问题，部分学者利用SBM模型来进行全要素能源效率的研究，结果表明运用SBM模型得出的测算结果更具合理性和准确性。基于此，本文以经合组织为研究对象，采用处理二氧化碳这一非期望产出的SBM模型对26个经合组织国家的全要素能源效率进行测算分析。

第三章 研究方法与数据

3.1 变量和数据的选取

本文的研究对象是中国和26个OECD国家，以资本、劳动、能源作为投入要素；以各国经济产出、二氧化碳排放量为产出，其中，各国经济产出为期望产出，二氧化碳排放量为非期望产出。对各个投入产出变量的说明如下：